DNA电化学生物传感器的研究进展

介绍了DNA电化学生物传感器的组成及原理,综述了近年来单链DNA的固定以及杂交信号的电化学检测方面的研究进展,探讨了纳米材料、纳米技术在DNA电化学生物传感器的制备及应用中发挥的作用,并对DNA电化学生物传感器的发展方向进行了展望.     

碳纳米管负载银修饰电极杂交链式反应检测DNA

将银纳米粒子固定在碳纳米管修饰的玻碳电极表面,同时利用杂交链式反应进行放大,以邻菲罗啉钴为指示剂,制备了一种新的灵敏度高的DNA电化学生物传感器。通过循环伏安法(CV)和交流阻抗法(EIS)对修饰电极进行表征。由于碳纳米管和银纳米粒子的修饰,大大增强了玻碳电极的有效表面积及导电性能,提高了该电化学生物传感器的灵敏度。对目标DNA的检测线性范围为1.0×10-10~1.4×10-9 mol·L-1,检测限为1.35×10-11 mol·L-1(S/N=3)。     

巯基自组装修饰恒电位共价键合法固定基因电化学传感器的制备与表征

以金电极为基体电极,采用巯基乙醇自组装法制备了巯基乙醇自组装膜修饰电极,再以碳二亚胺为交联剂用控制电位共价键合法将DNA固定在巯基乙醇单分子层上形成了基因修饰电极。以亚甲蓝为电化学杂交指示剂,采用循环伏安法、微分脉冲伏安法等电化学方法对基因电化学传感器进行了表征。结果表明,该方法能够将DNA稳定地固定于电极表面,可用于制备自组装修饰基因电化学传感器。     

硫堇与DNA的相互作用及用于DNA电化学传感器

在0.20 mol.L-1pH 5.0 NaAc-HAc缓冲溶液中,运用电化学方法和荧光光谱分析法研究了硫堇与鲑鱼精DNA的相互作用。硫堇与DNA作用后,氧化还原峰电流减小,峰电位正移,溴化乙锭(EB)-DNA体系在加入硫堇后出现荧光猝灭的现象。结果表明,硫堇与DNA的结合方式主要为嵌插作用。以硫堇为电化学杂交指示剂,制得了一种DNA电化学生物传感器,该传感器具有良好的选择性,靶DNA在11.3~121 nmol.L-1范围内具有良好的线性关系,线性相关系数0.997 1,检测限为5.26 nmol.L-1(3σ,n=7)。     

基于生物酶介导的DNA循环及滚环复制双重放大检测DNA

利用Nb.BbvC I限制性内切酶和Klenow聚合酶的特性设计了一个DNA的聚合剪切循环反应,再利用环DNA的滚环放大效应在金电极表面生成一条长的ssDNA。然后以氯化六氨合亚钌为电信号指示剂,设计了一个灵敏的DNA电化学生物传感器。通过循环伏安法(CV)和交流阻抗法(EIS)对电极进行表征以确保DNA的连接及杂交循环反应正常进行。在优化条件下考察了对目标DNA的响应范围及工作曲线。其检测线性范围为1.0~15nmol·L~(-1),检测限为6.62×10~(-11) mol·L~(-1)(S/N=3)。     

两种指示剂对碳纳米管与金纳米粒子标记DNA探针的电化学传感器的不同影响

利用层层自组装,将多壁碳纳米管(MWNTs)和金纳米粒子(GNPs)标记的DNA固定在金电极表面,结合两种不同类型的杂交指示剂构成电化学DNA传感器,用循环伏安法和差分脉冲伏安法研究了传感器的电化学行为.结果表明:这两种指示剂都能通过差分脉冲伏安法实现单碱基错配DNA的特异性检测,阳离子型杂交指示剂亚甲基蓝(MB)的最佳吸附时间为50 min,检测限为2.69×10-9 mol/L;阴离子型杂交指示剂单磺酸基蒽醌(AQMS)的最佳吸附时间为8 h,检测限为3.81×10-11 mol/L.     

脱氧核糖核酸（DNA）生物传感器的研究现状（Ⅱ）：电化学DNA生物？…

对电化学DNA生物传感器的基本原理、种类、在基因和药物分析中的应用作了详细的介绍 ,对近期有关这方面的文献加以分类和评述 ,并对其发展进行了展望     

基于氮掺杂多孔碳的核酸适配体传感器检测赭曲霉毒素A

利用电化学方法简单快速、仪器易于小型化等优势,结合核酸适配体的强亲和力、高稳定性等特点将其作为特异性识别元件固定在金电极(Au E)表面,利用新型纳米材料氮掺杂多孔碳的高比表面积固载互补链DNA(c DNA),通过杂交制备氮掺杂多孔碳-c DNA/核酸适配体/Au E传感器,以亚甲基蓝(MB)为电化学信号探针,进行OTA的检测研究。对制备传感器的主要参数进行优化,得到最佳试验条件:核酸适配体的孵育时间为2 h、氮掺杂多孔碳-c DNA浓度为5μmol/L、核酸适配体与氮掺杂多孔碳-c DNA的杂交时间为1.5 h。该传感器用于OTA检测的结果表明,当加入OTA 5.0×10-6μg/m L后,传感器的电流降低1.1μA,这是因为OTA的存在使得核酸适配体构象发生变化形成OTA-核酸适配体复合物,导致氮掺杂多孔碳-c DNA从电极表面脱落,能与G碱基特异性结合的MB随之减少,从而使传感器表面MB峰值电流降低。OTA质量浓度在1.0×10-7~5.0×10-5μg/m L范围内具有良好的线性关系。研究表明,所制备的传感器具有良好的重现性、重复性和可接受的稳定性。利用加标法对大米样品中OTA进行检测,平均回收率为102%。     

脱氧核糖核酸(DNA)生物传感器的研究现状(Ⅰ)

简要阐述了核酸杂交分析的传统方法和原理,由此对近年来发展起来的ＤＮＡ压电生物传感器、光学生物传感器和光导纤维生物传感器的原理和应用研究作了详细介绍。     

三螺旋DNA电致化学发光生物传感器的组装与表征

以三氯化钌水合物为原料,合成了联吡啶钌配合物,将标记联吡啶钌的DNA自组装到金电极上,在绑定剂存在的条件下与特定序列的DNA、标记二茂铁羧酸的DNA杂交,形成三螺旋DNA结构。基于二茂铁对联吡啶钌电致发光的猝灭作用,将电致化学发光技术与三螺旋DNA杂交技术相结合,组装了一种新颖的三螺旋电致化学发光生物传感器,利用紫外可见光谱法、交流阻抗技术和电致发光方法对合成的发光标记物的浓度进行了标定,对传感器的组装过程进行了表征,并对绑定剂进行了优化选择,形成了三螺旋DNA生物传感器,将为生物活性分子检测提供一种有效的途径。     

GO-SiO2-CMC修饰玻碳电极制备生物传感器对VB6的痕量检测研究

成功制备了氧化石墨烯（GO）和SiO₂/CMC的复合膜（GO-SiO₂-CMC）,将其修饰固体玻碳电极后构成电化学传感器用于维生素B6（VB6）的痕量检测。利用扫描电子显微镜和电化学技术分别研究该复合膜的微观形貌和电化学性能。结果表明,修饰电极对VB6表现出较强的电化学敏感性,对VB6的检测具有较高的灵敏度（31.5μAmM-1cm-2）、较低的检测限（10-7M）和较小的表面阻抗值（252Ω）。GO-SiO₂-CMC对VB6的检测,提供了一种新型的简单高效的VB6检测技术。     

碳负载二氧化铈的超声合成及其性质

以硝酸铈铵为先驱物,乙二醇为表面活性剂,通过简单快速的超声合成方法成功制备了碳纳米管负载的二氧化铈。扫描电镜显示二氧化铈均匀的沉积在碳纳米管的表面。电化学研究表明CNT-CeO2/CHIT/GCE复合电极具有较高的比表面积和很好的催化活性。将CNT-CeO2/CHIT/GCE复合电极用于固定牛血红蛋白(Hb),制成一种新型的生物传感器。该传感器可用于测定溶液中的H2O2,线性范围为5.0～500μmol.L-1,检测限为1.0μmol.L-1。     

高灵敏的线形一体化探针用于癌细胞的快速检测

利用DNA自组装原理合成了一种高灵敏的线形一体化细胞探针,用于快速、高灵敏以及高特异性的癌细胞定量分析。该探针采用了功能元件一体化的设计,以DNA纳米线为载体,将磁分离元件、识别元件以及信号元件集中于一体。该探针与电化学检测手段相结合,实现了对人B淋巴瘤细胞(Ramos细胞)的快速定量分析,检测时间仅需30min,检测限可达到200个细胞。通过选择性实验证明了该方法不仅具有高的灵敏度,还具有良好的特异性,因此,具有潜在的应用价值。     

静电纺丝法制备聚苯胺/醋酸纤维素膜修饰电极

利用聚苯胺和醋酸纤维素为原料,按一定的配比配制成溶液,通过静电纺丝法修饰于铂电极表面,制备成聚苯胺/醋酸纤维素(PANI/CA)纳米纤维薄膜修饰电极(PANI/CA/Pt).采用各种电化学方法和扫描电镜(SEM)对PANI/CA纳米纤维薄膜进行了表征,并且用交流阻抗法分析了其在电极表面的动力学过程.结果表明PANI/CA纳米纤维薄膜电化学性质稳定,该修饰电极在H2SO4溶液中呈现出聚苯胺的特征峰,其SEM图显示PANI/CA纳米纤维在电极表面呈网状不规则立体分布,为构建生物传感器提供了一个良好的界面.以此为基础制备的葡萄糖氧化酶/聚苯胺/醋酸纤维素(GOx/PANI/CA/Pt)传感器对葡萄糖有良好的响应,有望制成物美价廉的生物传感器.利用静电纺丝法制备纳米纤维薄膜修饰电极并用来固定酶等蛋白质类高分子物质是一种新的可行性的方法.     

纳米碳管葡萄糖生物传感器的研究

基于纳米碳管的特殊物理结构和电化学特性，利用多壁纳米碳管（MWCN）修饰酶电极葡萄糖生物传感器，分析传感器性能的改变并探索酶和电子中间体在纳米碳管表面的作用机制。在碳糊电极表面纳米碳管修饰能够加快铁氰化钾/亚铁氰化钾的氧化还原速度，提高响应电流水平，但没有发现纳米碳管有直接电子传递作用；同时纳米碳管提高了葡萄糖氧化酶（GOD）分子在反应过程中的相对活性。经纳米碳管修饰后，葡萄糖生物传感器表现出良好的线性和分辨率，检测灵敏度、检测范围、检测速度有所提高；尤其在人体血糖浓度范围内，响应电流幅度提高了50%，分辨率提高了两倍。